Characterization of the microbial communities in oysters from both the processing plant and retail products

Abstract

Oysters (Crassostrea gigas) are among the most frequently consumed shellfish worldwide. Shucking, the manual removal of the oyster shells, is conducted by hand by workers, thereby increasing the risk of contamination during the processing stage. In addition, consumers frequently consume retail products in the raw state without additional heating or cooking. Therefore, it is crucial to effectively manage microbiological contamination in oysters to ensure food quality and safety. However, comprehensive research that encompasses the processing and distribution phases is lacking. This study utilized culture-based techniques and 16S rRNA sequencing to obtain a thorough microbial profile of oysters in two parts: (1) samples collected from the processing plant (n = 57) and (2) retail oyster products (n = 112). In the raw oyster plant, the aerobic plate count (APC) increased from raw material oysters (1.86 log CFU/g) to shucked oysters (3.95 log CFU/g) during the shucking process. Controlling the washing process is crucial, as the APC decreased and remained low until the final products, raw and frozen oysters (2.54 and 2.34 log CFU/g, respectively). After the desalting process, the family Spirochaetaceae, Mycoplasma, and Shigella were the dominant taxa, confirming the change in the microbial community during the desalting process. Using SourceTracker to identify samples that influence the microbiome of the final product and quantitatively measure their impact, the results showed that the microbiome of the oyster raw material itself had a greater impact on the final product than environmental samples. The average APC of retail products was higher in the spring (3.58 log CFU/g) than in the winter (3.05 log CFU/g). Although the bacterial counts did not exhibit any significant seasonal variations (an average difference of 0.53 log CFU/g), the proportion of microbial composition varied. Retail products collected in spring showed a diverse distribution of the family Vibrionaceae (19.90%), Photobacterium (14.20%), Psychromonas (11.84%), and Aliivibrio (7.20%), while oysters collected in winter were dominated by Photobacterium (27.91%) and Aliivibrio (20.42%). These findings help understand the oyster’s microbial community and may aid in developing fishery and seafood safety management measures.;굴은 전 세계적으로 많이 소비되는 패류이며, 굴의 껍질을 제거하는 탈각 작업은 작업자가 손으로 수행하기 때문에 가공 단계에서 오염이 될 가능성이 높다. 또한, 소비자는 유통 제품을 더 이상의 가열 조리 없이 생식으로 섭취되는 경우가 많으므로 굴의 미생물학적 오염 관리는 식품의 품질과 안전을 유지하는 데 중요하다. 하지만 굴의 가공 및 유통 단계를 아우르는 총체적인 연구는 미흡한 실정으로, 본 연구에서는 굴의 종합적인 미생물 군집을 분석하기 위해 다음과 같이 접근하였다. (1) 냉장 굴 및 냉동 굴 제조∙가공에 따른 미생물 변화를 관찰하기 위해 실제 굴 가공 공장을 방문하여 원재료에서 최종제품에 이르기까지 관련 시료를 채취하고(총 57건), (2) 굴 유통제품의 미생물 군집 규명을 위해 계절별(겨울, 봄)로 시료를 채취하여(총 112건) 배양 기반 방법과 16S rRNA 기반 차세대 염기서열 분석을 수행하였다. 굴 가공 공장 시료의 경우, 원료 굴의 총 세균 수는 1.86 log CFU/g였으나, 굴의 패각을 탈각하는 과정에서 오염도가 증가하여 탈각한 굴에서는 3.95 log CFU/g로 나타났다. 세척 과정 이후 총 세균 수는 감소하였고, 최종 제품(생굴 2.54 log CFU/g, 냉동 굴 2.34 log CFU/g)까지 유사한 수준을 유지한 것으로 보아 세척 과정에서의 관리가 미생물 오염 방지에 중요함을 시사한다. 탈염 공정 이후 Spirochaetaceae, Mycoplasma, Shigella가 우세하여 탈염 공정에서의 미생물 군집 변화를 확인하였다. 최종 제품의 미생물 군집에 영향을 미치는 시료를 확인하고 그 영향을 정량적으로 평가하기 위해 SourceTracker를 활용한 결과, 환경 시료보다 굴 원재료 자체의 미생물 군집이 최종 제품에 더 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 유통 제품의 총 세균 수는 겨울(평균 3.05 log CFU/g)보다 봄(평균 3.58 log CFU/g)에 더 높았으며, 균 수 차이는 평균 0.53 log CFU/g로 크지 않았으나, 계절별 미생물 군집 구조의 비율은 상이하였다. 봄에는 Vibrionaceae(19.90%), Photobacterium(14.20%), Psychromonas(11.84%), Aliivibrio(7.20%)가 다양하게 분포한 반면, 겨울에는 Photobacterium(27.91%)과 Aliivibrio(20.42%)가 주로 우점하였다. 이러한 연구 결과는 굴과 유관 환경에 분포하는 주요 미생물을 밝혀내고, 식품 안전을 위해 관리가 필요한 지점과 교차 오염 요인을 파악하는데 기여하였다. 굴의 미생물 군집에 대한 심층적인 이해를 기반으로 굴을 포함한 수산업에서 안전 관리 대책을 개발하는 데 중요한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.